生物质固体成型燃料的特征以及效益环评分析、生物质颗粒机
湖北中美通达机械制造有限公司
中国 孝感
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品牌
中美通达
型号
a
类型
机制木炭机
加工定制
是
生物质固体成型燃料的特征
(一）、 生物质成型燃料是利用新技术及专用设备将各种农作物秸秆、木屑、锯末、果壳、玉米芯、稻草、麦秸、麦糠、树枝叶等低品位生物质，在不含任何添加剂和粘结剂的情况下，通过压缩成密度各异的生物质成型的清洁燃料，因为秸秆等物料中含有一定的纤维素和木质素，其木质素是物料中的结构单体，是苯丙烷型的高分子化合物。具有增强细胞壁、粘合纤维素的作用。木质素属非晶体，在常温下主要部分不溶于任何溶剂，没有熔点，但有软化点。当温度达到一定值时，木质素软化粘结力增加，并在一定压力作用下，使其纤维素分子团错位、变形、延展，内部相邻的生物质颗粒相互进行啮接，重新组合而压制成型，使松散的、能量密度低、热效率仅为10%左右、不易保存、不便运输与利用的生物质原料，经过加工变为致密的、能量密度高的、热效率可达45%左右、易保存和便于运输的高品位清洁能源产品。它具有燃烧特性好、燃烬率高、粉尘少、化学污染排放低的优势。
（二）、生物质固体成型燃料的组成结构
生物质固体成型燃料由可燃质、无机物和水分组成，主要含有碳（C）、氢（H）、氧（O）及少量的氮（N）、 硫（S）等元素，并含有灰分和水分。
碳：生物质成型燃料含碳量少（约为40-45%），尤其固定碳的含量低，易于燃烧。
氢：生物质成型燃料含氢量多（约为8-10%），挥发分高（约为75%）。生物质燃料中碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物，遇到一定的温度后热分解而析出挥发。
硫：生物质成型燃料中含硫量少于0.02%，燃烧时不必设置烟气脱硫装置，降低了企业处理脱硫成本，又有利于环境的保护。
氮：生物质成型燃料中含氮量少于0.15%，NOx排放完全达标。
灰分：生物质成型燃料采用高品质的木质类生物质作为原料，灰分极低，只有3-5%左右。
（三）、生物质固体成型燃料的理化指标
生物质燃料成型后的主要技术参数：密度：700—1300千克／立方米； 灰分：3—20 %; 水分≤15% 。热值：3500—4500大卡／千克；生物质成型燃料块的热值以原料的种类不同而不同。以玉米秸秆为例：热值约为煤的0.8～0.95倍，即1.1t的玉米秸秆成型燃料块相当于1t煤的热值，玉米秸秆成型燃料块在配套的下燃式生物质燃烧炉中燃烧，其燃烧效率是燃煤锅炉的1.3～1.5倍，因此1t玉米秸秆成型燃料块的热量利用率与1t煤的热量利用率相当。
生物质固体成型燃料的指标表：
项 目 指 标
热 值>4200kcal/kg
密 度>1.1t/m 3
外 观方（圆）柱型φ1-3cm
灰 分≤ 7%
水 分≤ 13%
燃 烧 率≥ 96%
热 效 率≥ 81%
排烟黑度 (林格曼级)< 1
排尘浓度≤ 80mg/m 3
（四）、生物质固体成型燃料BMF的特性
（1）生物质燃料可实现温室气体二氧化碳（CO2 ）生态“零”排放，BMF的能量来源于自然界光合作用固定于植物上的太阳能，其燃烧时排放的二氧化碳（CO2 ）来自于其生长时对自然界二氧化碳（CO2 ）的吸收，因此， BMF具 有二氧化碳（CO2 ）生态零排放的特点。
（2）生物质燃料属低碳能源：BMF的燃烧以挥发份为主，其固定炭含量仅为15％左右，因此是典型的低碳燃料。
（3）减少二氧化硫（SO2）排放：BMF含硫量比柴油还低，仅为0.05％,不需设置脱硫装置就可实现二氧化硫（SO2）减排。
（4）粉尘排放达标：BMF灰份为1.8%，是煤基燃料的1/10左右，设置简单的除尘装置就可实现粉尘排放达标。
（5）减少氮氧化物（NOx）的生成：BMF氮含量低，氧含量高，燃烧时能有效减少空气的需求量，减少氮氧化物（NOx）的生成。
（6）BMF来源于农林废弃物，烬率可达96%，剩余4%的灰分可以回收做钾肥，实现了“秸秆→燃料→肥料”的有效循环。不会产生“与人争粮”和“与人争地”的社会问题，原料分布广泛多样、热含量大、成本低，循环生长，取之 不尽，用之不竭，是典型的循环经济项目。
（7）安全方便：BMF密度大、体积小，固体成型，密封包装，运输贮存安全方便。
（8）烧后的废气排放：CO2零排放；NO2 14毫克/立方米 （微量）； SO2 46毫克／立方米远低于国家标准；烟尘低于127毫克／立方米 远低于国家标准。
（9）生物质成型燃料挥发份高，易析出，碳活性好，易燃，灰分少，点火快，更加节约燃料，降低使用成本。
目前我国城镇4t/h以下的小型锅炉主要以燃油(气)、燃煤居多,其中广东省就有十几万台之多。以生物质成型燃料代替油（气）、煤炭燃烧，经济效益非常显著，下表以蒸汽锅炉为例，假设以生物质成型燃料每月消耗10000元的标准为计算比例，列示了生物质成型燃料燃料与各种燃料运行成本的比较表：
项 目 生物质成型燃料 煤 炭 天然气 柴 油 备 注
每月燃料消耗费用数额 11600元 11300元12300元 17300
燃料费用节约率(-%) -6% -5% -21% -42%
环保效益 好 差 较好 较差
（五）、生物质固体成型燃料与其它燃料的性价比
类别项目II类烟煤轻柴油 天燃气生物质燃料备注
发热量5000kcal/kg10200kcal/kg8600kcal/nm33900kcal/kg
热效率 60% 90% 91% 86%
燃料密度11001400kg/m3820kg/m30.756kg/m38001100kg/m3
CO2G/kw.h排放 955 818 430 20
SO2G/kw.h排放 11.8 14.2 --- 0.1
NOXG/kw.h排放 4.3 4.0 0.5 1.2
价格对比 0.70元/kg7.5元/kg2.6元/Nm3 0.70元/kg以时价为准
燃料消耗量800kg/h 261.5kg/h310nm3/h 813kg/h以4t/h锅炉计算
消耗费用560元/h 1961.2元/h744元/h 568.8元/h以4t/h锅炉计算
综合评价 排放大，处理 使用成本高，燃性较好使用成本低， 环保成本高， 政策不提倡 使用方便 排放少，污染小 国家建议少用、 使用成本具中位 政策鼓励扶持 需改进 但政策不提倡
(一）、 生物质成型燃料是利用新技术及专用设备将各种农作物秸秆、木屑、锯末、果壳、玉米芯、稻草、麦秸、麦糠、树枝叶等低品位生物质，在不含任何添加剂和粘结剂的情况下，通过压缩成密度各异的生物质成型的清洁燃料，因为秸秆等物料中含有一定的纤维素和木质素，其木质素是物料中的结构单体，是苯丙烷型的高分子化合物。具有增强细胞壁、粘合纤维素的作用。木质素属非晶体，在常温下主要部分不溶于任何溶剂，没有熔点，但有软化点。当温度达到一定值时，木质素软化粘结力增加，并在一定压力作用下，使其纤维素分子团错位、变形、延展，内部相邻的生物质颗粒相互进行啮接，重新组合而压制成型，使松散的、能量密度低、热效率仅为10%左右、不易保存、不便运输与利用的生物质原料，经过加工变为致密的、能量密度高的、热效率可达45%左右、易保存和便于运输的高品位清洁能源产品。它具有燃烧特性好、燃烬率高、粉尘少、化学污染排放低的优势。
（二）、生物质固体成型燃料的组成结构
生物质固体成型燃料由可燃质、无机物和水分组成，主要含有碳（C）、氢（H）、氧（O）及少量的氮（N）、 硫（S）等元素，并含有灰分和水分。
碳：生物质成型燃料含碳量少（约为40-45%），尤其固定碳的含量低，易于燃烧。
氢：生物质成型燃料含氢量多（约为8-10%），挥发分高（约为75%）。生物质燃料中碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物，遇到一定的温度后热分解而析出挥发。
硫：生物质成型燃料中含硫量少于0.02%，燃烧时不必设置烟气脱硫装置，降低了企业处理脱硫成本，又有利于环境的保护。
氮：生物质成型燃料中含氮量少于0.15%，NOx排放完全达标。
灰分：生物质成型燃料采用高品质的木质类生物质作为原料，灰分极低，只有3-5%左右。
（三）、生物质固体成型燃料的理化指标
生物质燃料成型后的主要技术参数：密度：700—1300千克／立方米； 灰分：3—20 %; 水分≤15% 。热值：3500—4500大卡／千克；生物质成型燃料块的热值以原料的种类不同而不同。以玉米秸秆为例：热值约为煤的0.8～0.95倍，即1.1t的玉米秸秆成型燃料块相当于1t煤的热值，玉米秸秆成型燃料块在配套的下燃式生物质燃烧炉中燃烧，其燃烧效率是燃煤锅炉的1.3～1.5倍，因此1t玉米秸秆成型燃料块的热量利用率与1t煤的热量利用率相当。
生物质固体成型燃料的指标表：
项 目 指 标
热 值>4200kcal/kg
密 度>1.1t/m 3
外 观方（圆）柱型φ1-3cm
灰 分≤ 7%
水 分≤ 13%
燃 烧 率≥ 96%
热 效 率≥ 81%
排烟黑度 (林格曼级)< 1
排尘浓度≤ 80mg/m 3
（四）、生物质固体成型燃料BMF的特性
（1）生物质燃料可实现温室气体二氧化碳（CO2 ）生态“零”排放，BMF的能量来源于自然界光合作用固定于植物上的太阳能，其燃烧时排放的二氧化碳（CO2 ）来自于其生长时对自然界二氧化碳（CO2 ）的吸收，因此， BMF具 有二氧化碳（CO2 ）生态零排放的特点。
（2）生物质燃料属低碳能源：BMF的燃烧以挥发份为主，其固定炭含量仅为15％左右，因此是典型的低碳燃料。
（3）减少二氧化硫（SO2）排放：BMF含硫量比柴油还低，仅为0.05％,不需设置脱硫装置就可实现二氧化硫（SO2）减排。
（4）粉尘排放达标：BMF灰份为1.8%，是煤基燃料的1/10左右，设置简单的除尘装置就可实现粉尘排放达标。
（5）减少氮氧化物（NOx）的生成：BMF氮含量低，氧含量高，燃烧时能有效减少空气的需求量，减少氮氧化物（NOx）的生成。
（6）BMF来源于农林废弃物，烬率可达96%，剩余4%的灰分可以回收做钾肥，实现了“秸秆→燃料→肥料”的有效循环。不会产生“与人争粮”和“与人争地”的社会问题，原料分布广泛多样、热含量大、成本低，循环生长，取之 不尽，用之不竭，是典型的循环经济项目。
（7）安全方便：BMF密度大、体积小，固体成型，密封包装，运输贮存安全方便。
（8）烧后的废气排放：CO2零排放；NO2 14毫克/立方米 （微量）； SO2 46毫克／立方米远低于国家标准；烟尘低于127毫克／立方米 远低于国家标准。
（9）生物质成型燃料挥发份高，易析出，碳活性好，易燃，灰分少，点火快，更加节约燃料，降低使用成本。
目前我国城镇4t/h以下的小型锅炉主要以燃油(气)、燃煤居多,其中广东省就有十几万台之多。以生物质成型燃料代替油（气）、煤炭燃烧，经济效益非常显著，下表以蒸汽锅炉为例，假设以生物质成型燃料每月消耗10000元的标准为计算比例，列示了生物质成型燃料燃料与各种燃料运行成本的比较表：
项 目 生物质成型燃料 煤 炭 天然气 柴 油 备 注
每月燃料消耗费用数额 11600元 11300元12300元 17300
燃料费用节约率(-%) -6% -5% -21% -42%
环保效益 好 差 较好 较差
（五）、生物质固体成型燃料与其它燃料的性价比
类别项目II类烟煤轻柴油 天燃气生物质燃料备注
发热量5000kcal/kg10200kcal/kg8600kcal/nm33900kcal/kg
热效率 60% 90% 91% 86%
燃料密度11001400kg/m3820kg/m30.756kg/m38001100kg/m3
CO2G/kw.h排放 955 818 430 20
SO2G/kw.h排放 11.8 14.2 --- 0.1
NOXG/kw.h排放 4.3 4.0 0.5 1.2
价格对比 0.70元/kg7.5元/kg2.6元/Nm3 0.70元/kg以时价为准
燃料消耗量800kg/h 261.5kg/h310nm3/h 813kg/h以4t/h锅炉计算
消耗费用560元/h 1961.2元/h744元/h 568.8元/h以4t/h锅炉计算
综合评价 排放大，处理 使用成本高，燃性较好使用成本低， 环保成本高， 政策不提倡 使用方便 排放少，污染小 国家建议少用、 使用成本具中位 政策鼓励扶持 需改进 但政策不提倡
